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1、【优化方案】高中生物化方案】高中生物-5.3生生态系系统的物的物质循循环课件件-新人教版必修新人教版必修3第第3节节生生态态系系统统的物的物质质循循环环课标领航课标领航1以以碳碳循循环环为为例例，分分析析生生态态系系统统的的物物质质循循环环过过程。程。2尝试尝试探究土壤微生物的分解作用。探究土壤微生物的分解作用。3掌握物掌握物质质循循环环与能量流与能量流动动之之间间的关系。的关系。池池塘塘中中，水水草草茂茂密密生生长长，鱼鱼虾虾欢欢快快畅畅游游，一一片片和和谐谐之之美美。它它们们既既需需要要从从环环境境中中获获取取能能量量，又又需需要要从从自自然界中然界中获获得物得物质质，才能呈，才能呈现现生
2、机盎然的景象。生机盎然的景象。生生态态系系统统中中的的物物质质变变化化与与能能量量流流动动有有关关吗吗？二二者者有有什么区什么区别别和和联联系呢？系呢？情景情景导导航航 核心要点突破核心要点突破实验探究创新实验探究创新基础自主梳理基础自主梳理知能过关演练知能过关演练第第3节节生生态态系系统统的的物物质质循循环环基础自主梳理基础自主梳理一、物一、物质质循循环过环过程及特点程及特点1碳循碳循环环形式形式在在无无机机环环境境与与生生物物群群落落之之间间主主要要是是以以_的的形式形式进进行，生物群落内以行，生物群落内以_形式形式进进行。行。二氧化碳二氧化碳含碳有机物含碳有机物2碳循碳循环过环过程程图图
3、解解中中AE所所代代表表的的过过程程依依次次为为：A_，B、C _，D _，E _。光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用动动物物摄摄食食微生物分解作用微生物分解作用3物物质质循循环环含含义义组组成成生生物物体体的的_，都都不不断断 进进 行行 着着 从从 无无 机机 环环 境境 到到 _，又又 从从_到到无无机机环环境境的的循循环环过过程程，这这就就是是生生态态系系统统的物的物质质循循环环。4物物质质循循环环特点特点(1)在在物物质质循循环环过过程程中中，无无机机环环境境中中的的物物质质可可以以被被生物群落生物群落_。(2)物物质质循循环环具有具有_性。性。C、H、O、N、P、S等元素等元素生物群
4、落生物群落生物群落生物群落反复利用反复利用全球全球二、温室效二、温室效应应1产产生原因生原因化化石石燃燃料料短短时时间间内内燃燃烧烧使使大大气气中中CO2含含量量升升高高，打破了生物圈中打破了生物圈中_的平衡。的平衡。2主要危害主要危害加加快快极极地地和和高高山山_，导导致致_上上升升,进进而而对对人人类类和其他和其他许许多生物的生存构成威多生物的生存构成威胁胁。三、能量流三、能量流动动和物和物质质循循环环的关系的关系二者二者_，彼此相互依存，不可分割。，彼此相互依存，不可分割。1物物质质作作为为能能量量的的_，使使能能量量沿沿食食物物链链(网网)流流动动。2能能量量作作为为_，使使物物质质能
5、能不不断断地地在在生生物物群群落落和无机和无机环环境之境之间间循循环环往返。往返。碳循碳循环环冰川融化冰川融化海平面海平面同同时进时进行行载载体体动动力力思考感悟思考感悟以以“C”与能量为例说明物质循环与能量流动的关与能量为例说明物质循环与能量流动的关系。系。【提示】【提示】当植物吸收了太阳能产生当植物吸收了太阳能产生ATP和和H，可以将，可以将CO2转化成葡萄糖等有机物进入生物群转化成葡萄糖等有机物进入生物群落落,说明了物质循环以能量为动力，同时能量以说明了物质循环以能量为动力，同时能量以葡萄糖等有机物为载体，两者不可分割。葡萄糖等有机物为载体，两者不可分割。核心要点突破核心要点突破物物质质
6、循循环环的的实实例例碳循碳循环环要点一要点一(1)由甲由甲图图可知：可知：大大气气中中的的碳碳元元素素进进入入生生物物群群落落，是是通通过过植植物物的的光合作用或化能合成作用。光合作用或化能合成作用。碳碳在在生生物物群群落落和和无无机机环环境境之之间间循循环环是是以以CO2的的形形式式进进行行的的。碳碳元元素素在在生生物物群群落落中中的的传传递递，主主要要靠食物靠食物链链和食物网，和食物网，传递传递形式形式为为有机物。有机物。大大气气中中CO2的的来来源源有有三三个个：一一是是分分解解者者的的分分解解作作用用；二二是是动动植植物物的的细细胞胞呼呼吸吸；三三是是化化石石燃燃料料的的燃燃烧烧。(2
7、)由乙由乙图图可知：可知：碳碳在在无无机机环环境境与与生生物物群群落落之之间间传传递递时时，只只有有生生产产者者与与无无机机环环境境之之间间的的传传递递是是相相互互的的，其其他他各各成成分之分之间间的的传递传递都是都是单单向的。向的。煤煤、石石油油、天天然然气气等等化化石石燃燃料料的的燃燃烧烧，使使大大气气中中的的CO2浓浓度度增增高高，是是形形成成“温温室室效效应应”的的最最主主要原因。要原因。例例例例1 1(2011年年凤凤阳阳高高二二检检测测)如如图图表表示示生生物物圈圈中中碳碳元元素素的的循循环环过过程程，其其中中A、B、C表表示示生生态态系系统统的不同成分，下列有关叙述正确的是的不同
8、成分，下列有关叙述正确的是()A过过程代表程代表绿绿色植物的光合作用色植物的光合作用BA、B分分别别代表消代表消费费者和生者和生产产者者C是温室效是温室效应应的主要原因的主要原因D疏松土壤可以加快疏松土壤可以加快过过程程【思思路路点点拨拨】本本题题主主要要考考查查生生态态系系统统中中物物质质循循环环中的相关知中的相关知识识，解答本，解答本题应题应突破以下几点：突破以下几点：正确判断物正确判断物质质循循环环模式中的各种生模式中的各种生态态成分。成分。明确各成分在碳循明确各成分在碳循环环各个各个环节环节中的作用。中的作用。正确分析温室效正确分析温室效应应形成的原因。形成的原因。【尝试尝试解答】解答
9、】_D_【互互动动探探究究】(1)并并非非是是生生态态系系统统必必不不可可少少的的成成分分,且且能能起起到到加加快快物物质质循循环环的的是是图图中中的的哪哪个个字字母母代代表表的的成分？成分？(2)B所代表的成分中都含有叶所代表的成分中都含有叶绿绿体体吗吗？并？并举举例例说说明。明。提提示示：(1)C。(2)不不一一定定，如如硝硝化化细细菌菌为为生生产产者者，但但细细胞内无叶胞内无叶绿绿体。体。【探【探规寻规寻律】律】碳循碳循环图环图解的分析方法解的分析方法如如图为图为生生态态系系统统的碳循的碳循环图环图解。解。(1)图图中中具具有有双双向向箭箭头头的的是是A和和E，一一个个为为生生产产者者，
10、一一个个是是大大气气中中的的CO2库库。因因为为其其他他各各个个成成分分都都有有箭箭头头指向指向A，所以，所以A为为大气中的大气中的CO2库库,E为为生生产产者。者。(2)观观察察剩剩余余的的几几个个成成分分，因因为为其其他他生生物物部部分分的的箭箭头头都都指指向向C，所所以以C是是分分解解者者，剩剩余余的的B、D、F则为则为消消费费者。者。(3)整个整个图图解中，食物解中，食物链链是是EFDB。分析能量流动与物质循环之间的关系分析能量流动与物质循环之间的关系要点二要点二1物物质质循循环环和能量流和能量流动动的关系示意的关系示意图图2比比较较生生态态系系统统能量流能量流动动与物与物质质循循环环
11、项项目目能量流能量流动动物物质质循循环环形式形式以有机物以有机物为载为载体体以无机物以无机物为载为载体体过过程程沿食物沿食物链链(网网)单单向向流流动动在无机在无机环环境与生物群落境与生物群落之之间间反复循反复循环环范范围围生生态态系系统统各各营营养养级级生物圈生物圈特点特点单单向流向流动动、逐、逐级递级递减减具全球性，反复利用、具全球性，反复利用、循循环环往复往复项项目目能量流能量流动动物物质质循循环环联联系系能量的固定、能量的固定、储储存、存、转转移、移、释释放离不开放离不开物物质质的合成和分解等的合成和分解等过过程，两者同程，两者同时进时进行、行、相互依存、不可分割相互依存、不可分割能量
12、流能量流动动和物和物质质循循环环都借助食物都借助食物链链和食和食物网物网进进行行物物质质是能量沿食物是能量沿食物链链(网网)流流动动的的载载体体能量是物能量是物质质在生在生态态系系统统中反复循中反复循环环的的动动力力特特别别提提醒醒(1)绘绘制制物物质质循循环环图图解解时时，注注意意物物质质是是可可以循以循环环的，即物的，即物质质循循环环的箭的箭头头可以是双向的。可以是双向的。(2)能能量量流流动动是是单单向向的的，生生产产者者的的能能量量可可流流向向消消费费者者和和分分解解者者，但但消消费费者者与与分分解解者者中中的的能能量量却却不不能能流向生流向生产产者。者。(3)绘绘制制能能量量流流动动
13、图图解解时时，只只要要有有有有机机物物传传递递即即伴伴随随着着能能量量的的传传递递(如如动动植植物物遗遗体体、残残枝枝败败叶叶沼沼气气池池；沼沼渣渣食食用用菌菌等等，均均既既有有物物质质传传递递，又又有有能能量流量流动动)。如如图图是是生生态态系系统统的的碳碳循循环环和和能能量量流流动动示示意意图图，请请回答：回答：例例例例2 2(1)生生态态系系统统中碳循中碳循环环首先依首先依赖赖于于_。(2)图图中中分分解解者者通通过过_作作用用将将生生物物组组织织内内的的碳返回大气中。碳返回大气中。(3)图图 中中 A中中 的的 碳碳，除除 碳碳 酸酸 盐盐 外外，还还 可可 通通 过过_回到大气中。回
14、到大气中。(4)碳碳循循环环的的进进行行伴伴随随着着能能量量流流动动，但但由由于于生生物物体体不不能能在在代代谢谢中中利利用用_，因因而而能能量量流流动动具具有有_的特点。的特点。【尝尝试试解解答答】(1)绿绿色色植植物物的的光光合合作作用用(2)呼呼吸吸(3)燃燃烧烧(4)热热能能单单向流向流动动、逐、逐级递级递减减【解解析析】(1)绿绿色色植植物物通通过过光光合合作作用用把把无无机机环环境境中中的的CO2合合成成含含碳碳的的有有机机物物，同同时时把把光光能能转转变变为为化化学学能能，储储存存在在有有机机物物中中。因因此此碳碳循循环环首首先先依依赖赖于于绿绿色色植植物物的的光光合合作作用用。
15、(2)分分解解者者的的分分解解作作用用其其实实就就是是分分解解者者的的呼呼吸吸作作用用。(3)图图中中A中中的的碳碳，除除碳碳酸酸盐盐外外，就就是是煤煤、石石油油、天天然然气气等等化化学学燃燃料料，通通过过燃燃烧烧释释放放热热能能，产产生生的的CO2又又回回到到大大气气中中。(4)生生态态系系统统中中的的能能量量最最终终以以热热能能的的形形式式散散失失，由由于于生生物物体体在在代代谢谢过过程程中中不不能能直直接接利利用用热热能能，因因而而能量流能量流动动是是单单向流向流动动、逐、逐级递级递减的。减的。【探探规规寻寻律律】“二二看看法法”分分析析能能量量流流动动和和物物质质循循环环的关系的关系一
16、一看看过过程程，能能量量和和物物质质相相伴伴而而行行，但但能能量量在在传传递递过过程程中中由由光光能能化化学学能能热热能能，而而物物质质在在传传递递中中,由无机物由无机物(CO2)有机物有机物无机物无机物(CO2)；二二看看终终点点，能能量量流流动动的的终终点点是是热热能能散散失失到到无无机机环环境境中中，不不能能再再利利用用。而而物物质质循循环环产产生生的的CO2又又被被重新利用，所以没有重新利用，所以没有终终点。点。实验探究创新实验探究创新探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用实实战战演演练练土土壤壤中中生生活活着着肉肉眼眼看看不不见见的的细细菌菌、丝丝状状真真菌菌和和呈呈放放射
17、射状状的的放放线线菌菌，这这些些微微生生物物的的数数量量是是极极其其繁繁多多的的。某某同同学学要要探探究究土土壤壤微微生生物物对对淀淀粉粉是是否否有有分分解解作作用用，设设计计了了以以下下实实验验。请请你你帮帮助助完完成有关成有关问题问题：作出假作出假设设：_。实实验验用用具具及及药药品品：烧烧杯杯、纱纱布布、玻玻璃璃棒棒、试试管管、酒酒精精灯灯、水水、蒸蒸馏馏水水、碘碘液液、斐斐林林试试剂剂、淀淀粉粉糊糊等。等。实验实验步步骤骤：(1)将将取取自自农农田田、林林地地或或花花盆盆等等处处的的土土壤壤放放入入里里面面垫垫有有厚厚纱纱布布的的烧烧杯杯中中，加加水水搅搅拌拌，然然后后将将纱纱布布连连
18、同同土土壤壤一一起起取取出出。将将留留在在烧烧杯杯中中的的土土壤壤浸浸出出液液静静置一段置一段时间备时间备用。用。(2)另取两只另取两只烧烧杯，杯，编编号号A和和B，_。(3)在在室室温温(20 C左左右右)下下放放置置7天天，分分别别取取A、B烧烧杯杯中中的的溶溶液液20 mL，各各放放入入两两支支试试管管中中，分分别别编编号号为为A1，A2，B1，B2。(4)在在A1、B1试管中加入试管中加入_；在；在A2、B2试管试管中加入中加入_，并进行沸水浴。，并进行沸水浴。(5)观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。实验现象：实验现象：如果支持所作的假设，
19、则实验现象如果支持所作的假设，则实验现象是是_。如果不支持所作的假设，则实验现象是如果不支持所作的假设，则实验现象是_。解解析析：题题目目未未要要求求确确定定某某种种微微生生物物，而而是是将将土土壤壤微微生生物物作作为为整整体体予予以以研研究究。总总体体思思路路：本本着着探探究究性性实实验验，先先作作出出“是是”或或“否否”的的假假设设。据据所所给给药药品品，可可知知，碘碘是是检检验验淀淀粉粉的的，斐斐林林试试剂剂是是检检验验还还原原性性糖糖的的(即即淀淀粉粉水水解解产产物物)。据据实实验验步步骤骤(2)，可可知知实实验验分分为为A、B对对照照。所所以以综综合合起起来来讲讲，围围绕绕假假设设通通过过A、B的的显显色情况作出色情况作出结论结论。答案：土壤微生物答案：土壤微生物对对淀粉有分解作用淀粉有分解作用(2)放放入等量淀粉糊，在入等量淀粉糊，在A烧烧杯中加入适量土壤浸出杯中加入适量土壤浸出液，液，B烧烧杯中加入适量蒸杯中加入适量蒸馏馏水水(4)碘液斐林碘液斐林试剂试剂(5)与与B1、B2相比，相比，A1无无蓝蓝色出色出现现，A2出出现砖红现砖红色沉淀色沉淀A1、A2的的颜颜色分色分别别与与B1、B2相比，相比，A1出出现蓝现蓝色，色，A2无无砖红砖红色沉淀色沉淀谢谢！